如何学习计算机视觉十篇

发布时间:2024-04-26 02:03:37

如何学习计算机视觉篇1

关键词:计算机辅助平面设计;视觉美学

随着互联网技术的发展,计算机技术在社会各个领域中得到广泛应用,在平面设计领域,计算机也得到越来越广泛的应用,计算机辅助平面设计就是在进行平面作品的设计和测试过程中,利用计算机平台来进行设计与制作,在计算机辅助平面设计中,视觉美学的运用对最终的作品会产生很大的影响,在计算机辅助平面设计中,通过对计算机的巧妙运用可以极大地增强设计的视觉美学效果,为作品增光添彩。

1计算机辅助平面设计的视觉美学综述

平面设计作品可以通过简洁的图形语言把设计者的意图表现出来,而且它的艺术性非常强,传播效果比较好,艺术风格巧妙,由此我们可以看出,在多媒体与3D技术飞速发展的时代,平面设计仍然保持着强大的生命力不是偶然的。平面设计包含的类型多种多样,比如:绘画、摄影、平面广告、招贴画甚至书法等都可以利用计算机辅助来进行平面设计与创作。

在平面设计作品中,秩序美是非常重要的,一个好的平面设计作品必然会遵循一定的视觉表现秩序,比如对称、黄金分割等,这些视觉美学元素运用在计算机辅助平面设计作品中,能够让作品看上去更加和谐,更加符合人们的审美习惯,对一个平面设计作品好坏的评价在很大程度上取决于作品中各个元素之间的位置关系、比例关系以及元素本身的比例关系等的安排,只有在对这些元素进行安排时符合一定的视觉美学标准,才能够为作品增加更多的艺术效果。

目前,很多的图形设计平台都无法为设计者提供设计方面的理论支持与判断,需要用户在进行设计时,提高自身的艺术修养与设计规范,准确把握视觉美学设计要点,把视觉美学的知识准确的运用到设计作品之中,才能够创作出更好的设计作品。很多设计者在进行计算机辅助平面设计时,虽然精通设计软件的使用,但是缺乏视觉美学的相关知识,设计出来的作品混乱不堪,毫无艺术性可言。所以,平面设计工作者在掌握计算机软件基础的前提下,要努力提高自身的视觉美学修养,把计算机辅助平面设计与视觉美学有机结合到一起,创造出更加令人满意的平面设计作品。

2视觉美学中的几何美学

2.1视觉美学中的设计几何美学

自然界中的各种事物都有一定的比例关系,比如人与动物、植物的成长方式都遵循着1:1.618的黄金分割比例,这些自然比例被平面设计师发现并运用于平面设计作品中,为视觉美学的运用提供了最基本的出发点,这种视觉美学的基本原理可以运用在计算机辅助平面设计之中,能够让作品整体看起来更加的和谐、对称与平衡,使平面作品更加符合人们的视觉审美体验。

2.2视觉美学中的黄金分割比例

我们可以利用一条线段来对黄金分割比例进行研究(如图2),黄金分割指的是将一条线段aB分为aC与BC两部分,其中较长部分aC与整条线段aB的比值与较短部分BC与aC的比值相同,都是1:1.618,这个比例就是黄金分割比例,它是自然中一切事物最完美的比例。世界上有很多伟大的艺术品都是采用黄金分割比例制作出来的,比如达・芬奇的作品《维特鲁威人》、《蒙娜丽莎》以及《最后的晚餐》,这些画作都是采用黄金比例进行平面设计的代表作,在其他领域也有不少使用黄金分割比例的经典作品,比如:古希腊著名的雕塑“断臂的维纳斯”、“太阳神阿波罗”、古埃及的“金字塔”、巴黎的“圣母院”、法的“埃菲尔铁塔”等。

在黄金分割的比例下,我们能够得到很多的黄金分割矩形、三角形、椭圆以及螺旋线等,这些图形都具有极大的视觉审美价值,能够在保持原有的特性的前提下融人到更多的图案之中,让这些图案整体画面变得更加自然,更加协调,更具视觉审美特效。

2.3视觉美学中的动态矩形

除了我们上面所说的黄金分割比例,还有其他很多的无理分数比例的动态矩形也能够使人产生类似的令人愉悦的平面设计视觉审美,比如2、3、4、5等,这些矩形可以与黄金分割比例一起被统称为动态矩形,利用这些数值组合产生的图形总是与原始矩形的比例相同。

3平面设计视觉美学中的计算机辅助研究

3.1基于视觉美学的计算机辅助平面设计系统框架图幅分析

我们在进行计算机辅助平面设计时,首先要将图像导入到系统之中,把图像置于系统图层的最底层,保证在对图像进行分析时用到的辅助线、模板都在图像的上层。然后再把图层锁定,防止图像被篡改。在上述几步完成之后,可以对图像的属性进行图幅分析,判断出图像是横向插入还是纵向插人,计算出图像的插人点和长宽值,最终得出图像轮廓的比例。得出图像轮廓的比例之后,将所得到的比例值与2、3、4、5等动态矩形比例进行比较分析,判断是否符合这些动态矩形比例值,可以允许有较小误差,如果得到的比例值在某一个标准值附近,那么就可以计算出这个标准值的长宽值,并且利用这个长宽值对作品进行修改与调整,直到得到符合人们视觉审美习惯的作品为止。

3.2对计算机辅助平面设计作品进行分割线分析

当计算机辅助平面设计作品存在着明显的分割时,我们可以对平面设计作品中存在的直线系元素使用计算机辅助画出平面设计作品的分割线,然后计算出分割线与整幅图片以及分割线与分割线之间的比例关系。在对计算机辅助平面设计作品进行分割线分析时,可以进行连续分割线距离比例分析,求出相邻的两条分割线之间的比例关系,还可以进行连续分割线基准距离比例分析,求出各分割线相对于一个基准距离的相对比例。

如图4中的平面设计作品,我们已经对它进行了分割线的划分,这幅图包括图像轮廓在内一共有六条水平分割线,这六条分割线把这幅作品整体分成了五大部分,然后根据对它的连续分割比例分析,得出这幅作品基本上符合黄金分割比例。

3.3基于视觉美学的计算机辅助平面设计标准辅助线模板

在计算机辅助平面设计作品中,如果不存在分割线,或者需要对作品进行进一步的分割线比例分析,因为动态矩形本身具有一定的复杂性,所以单纯的人工很难判断出如何使用动态矩形的概念来辅助设计,这时我们就可以选择使用标准辅助线模板来寻找作品中蕴含的深层次比例关系。

在计算机辅助平面设计系统中,系统自带的有包括黄金分割2、3、4、5等比例的动态矩形以及很多种网格辅助线模板等,在进行作品设计时,我们可以根据需要选择不同的辅助线辅助进行平面设计。如图5、图6为利用2辅助线进行作品分析的模板,其他类型的辅助线使用方式可以参考此种模板进行使用。

如何学习计算机视觉篇2

关键词:高职教育;问题情境;自主探究;创新能力

一、如何在计算机课堂教学中创设问题情境

计算机是一门新的、实践性很强的学科。部分学生自然会被此课程吸引,产生浓厚的兴趣,同时一部分学生也会由于种种原因,认为此课程索然无味,必然会产生消极作用。久而久之,学生会感到学习计算机是一个负担,产生畏惧感,从而就丧失了学习的兴趣和信心。这时,就需要一剂“催化剂”来引发学生的兴趣——问题情境。

1.精心选择教学材料

问题情境的创设应当以充分、丰富的课堂教学材料为铺垫,使学生的思维在广度、深度上有一个充分的、自由发挥的空间。这就要求教师在备课、上课时,精心筛选材料,紧扣教材而又不拘泥于教材,围绕教学目标和学习目的,而又应有所拓展和延伸。比如:在教授《FLaSH动画》时,首先引导学生去观察事先准备好的许多精彩的动画,而不是仅仅局限于教材上提供的资料。通过教师精心选择的材料,使学生进入一个美好的“情境”,激发学生的学习兴趣,进而有针对性地学习解决问题。而且经过几次对学生的引导,学生就逐渐养成了通过“查找观察优秀动画——思考分析——发现提出相应的问题——解决问题”这样的方式进行学习。

2.巧妙安排教学结构

问题情境可贯穿于整个课堂教学过程中,将计算机课的教学与学生的学习、生活紧密联系,创设问题情境,激发学生思维,引导学生从情境中发现问题、解决问题。而对于计算机这门学科,生活本身就是一个最真实、最直接、最好的问题情境。所以,我们就巧妙安排教学结构,将学习的新知识往往与学生的学习生活相联系,使教学内容真正和每个学生的学习生活贴近,从而激发学生用所学计算机知识解决实际问题的愿望,变被动学习为主动获取知识。这样,学生们直接感受到了计算机学习带给他们的快乐,因此,他们对计算机知识的理解也会更深刻。例如:在学习《网页制作》时,以向同学介绍“我的博客”为题材制作个人主页,学生积极搜集图片、相片、文章等素材,兴趣浓厚。

3.科学设计教学过程和教学形式

营造良好的课堂氛围,从优化师生关系,促使学生以良好的心态和积极的思维置身于问题情境之中。教师可以为学生创设一个宽松、和谐、安全、民主的心理环境,消除学生的紧张感、压抑感和焦虑感。教师也可以运用各种现代化媒体,拓宽教学思路,丰富问题情境,引导学生发现并提出问题,为学生呈现一个五彩缤纷的教学环境,以拓宽教学空间,丰富教学内涵,激发学生的好奇心、求知欲。

二、创设问题情境在计算机课堂教学中的优势

1.能消除学生在学习过程中的畏难情绪

在讲授《计算机应用基础》这门课程时,我以前总是按照教材的顺序先讲计算机的硬件基础知识、数制转换、windows操作系统及有关文字排版软件。由于计算机课程的硬件部分的理论性强、专业术语多,且晦涩难懂,往往使得学生在几个星期的理论课讲完后,还不知道用计算机到底能做什么,使学生对计算机的神秘感和吸引力转变为一种恐惧感,产生畏难情绪,进而丧失学好这门课的信心。

针对学生的这种情况,我采用问题情境,一开始上课时,先问学生:你们想用电脑做什么?学生的回答是多种多样的:想打字、想画画、想上网、想聊天……于是,利用学生的兴趣,围绕着一个个目标,逐个地解决问题,完成教学任务。几周过后,学生已会使用电脑完成许多操作:输入字符、听音乐、上网、发e-mail、聊天等。这样,学生会觉得收获颇丰,计算机也没那么神秘、可怕了。于是,教师在不知不觉中就消除了学生的畏难情绪,增强了他们学好计算机的信心和勇气。

2.有助于培养学生自主探究的学习能力

学生的探究欲望一旦被激发,就会对所学知识感兴趣,并以积极主动的态度和坚强的意志参与活动,进行行之有效的学习。而学生只有主动参与了,他才想做、想说、想思考。比如,在上《网页制作》课中用activeX控件制作视频播放时,先教会学生如何编程播放一个视频文件,让学生能看到视频效果,在学生正感觉有成就感时,创设情境提问:想再看一下前一情节,即如何控制视频“回放”?临时想停顿视频,即如何控制视频“暂停”?想快点播完当前的视频,即如何控制视频“快进”?这时,学生会想尽一切办法,完善自己的成果,这样就给了学生自主学习、自主探究的空间,而这种自主学习是在一种情境中学习的。学生的好奇心、求知欲望得到了极大的满足,产生了进一步探求新知识的欲望。思维被激活了,创新意识也开始萌动。

如何学习计算机视觉篇3

关键词:视觉注视;移动端;数据集;行为推测

中图分类号:tp391文献标识码:a文章编号:1009-3044(2017)01-0254-03

abstract:withthedevelopmentofcomputervisionapplicationtechnology,thebehaviorpredictionofeyegazehasbeenwidelyconcernedbymanyscholarsathomeandabroad,andalsohasimportantresearchsignificanceinthefieldofbiologicalinformationrecognition.intheeraofsmartphonetabletpopularitytoimprovehuman-computerinteractionandaccuratepredictionofthemobilesideoftheusergazebehaviorbecomesparticularlyimportant.Basedontheexistingresearchonvisualtechnology,thispaperproposesaschemetosolvethegazebehaviorofmobileusersbyusinglargedatacombinedwithmachinelearningandconvolutionneuralnetworkknowledge,andanalyzestheimportanceoflarge-scaledatasetsinvisualapplication.

Keywords:visualgaze;mobileend;dataset;behaviorconjecture

1概述

伴S着计算机软硬件性能和互联网技术的迅猛发展,大规模的并行计算技术突飞猛进,不断地发展使各种现有技术变得越来越成熟,同时机器学习和计算机视觉领域也都得到了飞速发展。视觉技术的发展变得越来越重要,并且可以应用到实际生活中的很多方面。人类大量的视觉信息现在可以利用计算机来辅助处理,并完成相关的一些工作。相对于生物信息识别技术这一计算机视觉领域的热点技术来说,也已广泛应用于日常生活中[1]。比如指纹识别器,人脸考勤器等平时在许多地方可以经常见到,还有居民家用的摄像头智能报警系统以及近期炒得火热的运用支付宝进行刷脸而完成的支付技术等,这些都是运用了生物信息识别技术。现实中的种种迹象已经表明运用生物信息识别的计算机技术已渐渐的渗透到人们的日常生活中并成为不可或缺的组成部分。时下发展较快也比较常见的生物特征有视网膜、指纹、人脸和人眼等。这些生物信息比如人脸具有个体差异性和自身稳定性特点,从用户的角度来看该特征具有便携和低侵入等一些优点。而人眼作为人脸中最显著的特征,又是人们获取外界信息最直接最方便的途径。都说眼是心灵的窗户,因为眼睛中蕴含着表情、意图等多种信息。因此,眼睛注视的行为预测受到了国内外众多学者的广泛关注,同时在生物信息识别领域中也具有重要的研究意义[2]。

2注视预测问题

2.1问题的背景

在心理、认知和用户交互研究中的注视跟踪最近已朝向移动解决方案发展,因为它们使得可以直接评估用户在自然环境中的视觉注意。除了注意,注视还可以提供关于用户的动作和意图的信息:用户正在做什么以及接下来将做什么。然而,在自然状态下非结构化的任务中注视行为是相当复杂的,并且不能使用在受控的实验室环境中创建的模型来得到令人满意的解释。自然条件下和实验室环境有着很大的不同。为了演化在自然环境中对注视行为的推断,需要一种更加整体的方法,将从认知科学到机器学习的许多学科结合在一起[3]。

从人机交互技术到医学诊断到心理学研究再到计算机视觉,眼睛注视跟踪在许多领域都有应用。注视是外部可观察的人类视觉注意的指标,许多人试图记录它。对于眼睛视线方面的研究可以追溯到十八世纪后期。而现如今已经存在各种解决方案(其中许多是商业化的),但是所有的解决方案都具有以下一个或多个方面的问题:高成本(例如,tobiiX2-60),定制或侵入性硬件(例如,eyetribe,tobiieyeX)。然而在现实中的自然条件下,这些因素对实际的应用会造成一些障碍影响,使得眼睛注视跟踪不能成为任何具有合理的相机(例如,智能手机或网络摄像头)的人应该可以使用的普及技术。如何才能使得这种技术普及并且得到应用,提出了一种解决方案。

2.2问题的提出

研究中首先要解决的就是用户的约束问题,也就是自然条件下使用过程中所受到的各种限制问题。到目前为止,基于注视数据推断用户动作的研究受到许多的限制,特别是在自然环境中。限制因素可能包括可用的商业解决方案的昂贵性,其专有性和封闭性以及缺乏实时交互能力等方面。目前的注视跟踪系统,只是尽量在移动设置中设置各种条件进行补救。商业化定制化的解决方案都有其独自的闭合性质,因此阻碍了注视跟踪算法的发展,并且使得不同方法之间的客观比较变得不可能[4]。此外,注视是一种复杂的现象,涉及认知过程的相互作用。这些过程在设置计算上的建模是非常困难的,尤其是涉及一些未知因素,使得构建实验设置成为一个很大的挑战。此外,来自跟踪实验的数据因为其商业化的原因很少共享,即使共享数据很大部分也是有其独立的实验条件。这些方面的问题都阻碍了跨学科方法在分析和利用注视数据和实验的相关研究与发展。

2.3解决问题的研究方向

对基于注视的推断的个体贡献通常保持孤立,不能形成更大的整体以促进对注视动作行为的研究。随着这方面的技术发展和应用,最近出现了一些开源的解决方案。虽然在不同的应用和用户界面中使用注视已经相当有限,但是移动注视跟踪的新颖应用开始出现并得到了很快的发展。然而使用移动注视跟踪来推断用户动作的问题是高度多学科的,需要深入理解各个研究领域,包括人眼的功能,数学建模,计算机视觉,机器学习,信息技术,认知过程,用户交互以及心理学。任何一个研究员或甚至任何研究小组都不可能拥有所有研究领域的专家,因此需要相互的协作共同推进技术的发展[5]。

目前的研究主要是从以下几个方面进行:

1)研究移动注视跟踪的认知方面,例如增强对任务中的注视行为的理解或识别不同任务的特征和阶段;

2)开发用于从注视数据推断用户动作的计算方法,诸如应用机器学习用于行为推断,优选地实时地;

3)增强用于改善移动注视跟踪方法和性能的技术软件/硬件解决方案,并使得设备更容易访问;

4)发现注视数据在自然环境和虚拟和增强现实应用中的潜在用途,以及定义任务,其中注视可以是用户动作的有用的预测器。

3解决方案

首先选择移动端进行研究,因为目前比较普遍的移动设备比如智能手机、平板电脑都有自己可靠的工作系统,且不需要外部附件。移动设备相对于其他平台具有以下优势:

1)使用的广泛性。据估计,到2019年,世界上超过三分之一的人口拥有智能手机,远远超过台式机/笔记本电脑用户;

2)软硬件技术升级的采用率较高。大部分的移动设备具有允许使用拥有计算复杂数据方法的实时的最新软硬件;

3)移动设备上相机的大量使用已经导致相机技术的快速开发和部署;

4)相机相对于屏幕的固定位置减少了未知参数的数量,潜在地允许开发高精度的校准跟踪应用。

3.1注视类型分析

注视估计方法可以分为基于模型或基于外观[6]。基于模型的方法使用眼睛的几何模型,并且可以被细分为基于角膜反射和基于形状的方法。另一方面,基于形状的方法从观察到的眼睛形状观察注视方向。这些方法倾向于具有低的图像质量和可变的照明条件。基于外观的方法直接使用眼睛作为输入,并可能在低分辨率图像上工作。相比基于模型的方法,基于外观的方法被认为需要更大量的用户特定的训练数据。通过使用深度学习和大规模数据不必依赖于视觉,以实现准确的无校准注视估计。这种方案提出建立一个基于外观的数据模型,而不使用任何手工设计的功能,例如头部姿势或眼球中心位置。

3.2技术方案

深度学习的最近成功在计算机视觉的各种领域中是显而易见的,但是它对改善眼睛跟踪性能的影响还是相当有限。因为深度学习是需要大量的数据作为支持,而视线追踪这方面的数据集还比较少,普通的研究所得到的稻菁比较有限,最大的数据集通常只是具有50个受试者左右,由于缺乏大规模数据的可用性,因此发展比较缓慢。因而提出了使用深度学习进行研究的一套方案,就是构造大规模的数据集。利用网络资源构造一个大规模的基于移动的眼动跟踪数据集,它包含来自各种背景的大量的受试者,在可变照明条件和不受限制的头部运动下记录[7]。运用现有的智能算法得到一个可以进行卷积神经网络学习端到端的注视预测的后台决策网络。不依赖任何预先存在的系统,不需要头部姿态估计或其他手动设计的特征用于预测。使用只有双眼和脸部的特征训练网络,在这个领域的性能优于现有的眼睛跟踪方法。虽然现在的决策网络在精度方面实现了很先进的性能,但是数据输入的大小和参数的数量使得难以在移动设备上实时使用。为了解决这个问题,需要培养学习得到一个更小更快的网络,在移动设备上实现实时性能,使得精度损失进一步降低。

3.3大规模数据集

为了达到这一方案的预测效果,首先要进行的是数据集的建立。网络上相关的研究中有许多公开的注视数据集[8]。总结对比这些相关的数据集,分析出有些早期的数据集不包含显著性的头部姿势变化或具有粗略的注视点采样密度。需要对这些数据进行筛选,使得到的数据具有随机分布特点。虽然一些现代数据集遵循类似的方法,但它们的规模(尤其是参与者的数量)相当有限。大多数现有的眼动追踪数据集已经由邀请实验室参与者的研究人员收集,这一过程导致数据缺乏变化,并且成本高且效率不高。因此需要大量的进行数据收集和筛选分析。大规模数据可以通过卷积神经网络有效地识别人脸(他们的眼睛)上的细粒度差异,从而做出准确的预测。

收集眼动跟踪数据应该注意的方面:

1)可扩展性。数据应该是自然条件下的使得用户具有灵活性;

2)可靠性。运用现有的智能移动设备真实的应用图像而非设计处理过的图像;

3)变异性。尽量使数据具有较大的变异性,使得模型更加稳健,适应各种环境下的操作。

4结束语

文章介绍了一种针对移动设备的用户注视行为推测解决方案。首先建立一个大规模眼动跟踪数据集,收集大量的注视数据。大型数据集的重要性,以及具有大量各种数据以能够训练用于眼睛跟踪的鲁棒模型。然后,训练得到一个深层卷积神经网络,用于预测注视。通过仔细的评估,利用深度学习可以鲁棒地预测注视,达到一个较好的水平。此外,虽然眼睛跟踪已经存在了几个世纪,相信这种新方案的策略可以作为下一代眼动跟踪解决方案的关键基准。希望能通过这方面的研究,使人机交互得到更好的发展。

参考文献:

[1]崔耀视控人机交互系统技术研究与实现[D].西安,西安电子科技大学,2013.

[2]迟健男,王志良,张闯.视线追踪[m].北京:机械工业出版社,2011.

[3]alirezaFathi,YinLi,andJamesmRehg2012LearningtorecognizedailyactionsusinggazeinComputerVisionCeCCV2012.Springer,314-327.

[4]makeroniLabs2016eyeofHorus.https://hackaday.io/project/

6638-eye-of-horus-open-source-eye-tracking-assistance(2016)accessed:2016-02-26.

[5]FranciscoJparada,Deanwyatte,ChenYu,Brandiemerick,andthomasBusey,2015.experteyes:open-source,high-definitioneyetrackingBehaviorresearchmethods,2015.

[6]杨彩霞.基于近红外光源的非接触式视线跟踪技术研究[D].山东:山东大学,2012.

如何学习计算机视觉篇4

关键词:计算机技术;多媒体教学;融合

计算机网络时代的到来对我们的英语教学来说既是机遇又是挑战。它一方面凸显了传统教学模式“粉笔+黑板+教材”的力不从心,另一方面给我们的传统英语教学带来了翻天覆地的变化。因此如何在英语教学中融入计算机技术就显得尤为重要。

一、英语教学中计算机技术的课前准备

在英语教学中,计算机技术可以支持各种教学策略的运用。而针对每一种教学策略的不同特点,则要注意侧重于使用不同的计算机技术的支持手段。作者以课堂上的课件运用为例,来说明计算机技术的课前准备在英语课堂上使用的重要性。通常课堂上教师都会把需要讲解的单词制成幻灯片进行演示,但往往学生会感到很枯燥乏味。其原因就在于幻灯片内容太多,而教师在有限的课堂时间里会压缩每一页幻灯片的内容。此时的学生已不能全神贯注地倾听,而需要不停地埋头记笔记,这在很大程度上影响了学生的听课效率。所以,一个小时大约放映20张幻灯片才是比较合理的计算机技术的运用。当然课件的制作还要与教师的风格相吻合,既体现教师的思想又让学生易于接受。

计算机技术的支持对于幻灯片的制作显得尤为重要。首先,色彩的运用是需要注意的,因为色彩能抓住到学生的注意力,调节学生的情绪。但色彩也不宜过于花哨,还要考虑到色彩之间的搭配或空间的视觉效果。另外,注意到幻灯片模板与内容的颜色对比,这样学生的视觉效果更清楚。在幻灯片中,可以插入图片或图表,使课堂内容的呈现形式更加生动、具体和系统化。并且现在的计算机技术还支持链接较大的视频文件,这就也可以在课堂教学的同时培养学生的听说、读写能力。

二、计算机技术与英语课堂教学的融合

在计算机的运用为大家熟知之后,教师也意识到运用计算机技术能够更有效地提高课堂教学质量,于是计算机技术渐渐成为大学英语教学的重要辅助手段。课堂上教师通过运用多媒体来呈现课程内容的结构以及相互联系,这样有利于学生对新内容进行系统性框架的构建。事实上,研究发现大量的视觉信息和听觉信息会影响学习者的信息处理能力,借助于计算机技术的支持,有大量的资源可以融合进课堂教学,这对学生的信息接收是有一定的冲击力的。

英语课堂教学要注意计算机教学手段的使用频率,同时将多媒体辅助手段与传统教学模式相结合,根据学生的不同情况和教学内容的不同特点来适时地选用相应的多媒体手段与教学模式。

三、课后计算机技术的运用

在传统的教学模式中,学生能够基本掌握计算机技术已经成了大学教学一个基本目标。而反映在英语教学中,学生在撰写英语论文时如何做到格式规范是计算机技术的一个重要运用。另外,在大学英语教学中,学生可以按照老师的要求在网络查找相关资源作为课题的一部分进行补充学习。现在,很多大学英语教学都采用了自主学习系统,学生可以在课后登陆自主学习系统,利用计算机技术在线进行英语课堂学习的补充和自测。与此同时,教师也可以利用计算机技术解决学生有问题不问的现象。

四、结论

著名的传播学者麦克卢汉认为,现代传媒是对人体器官的延伸。21世纪运用计算机辅助英语教学也无疑是对学生器官的延伸。各种大量的声音和视频等多媒体资料在很大程度上刺激了学生的视觉和听力,在丰富教学内容的同时也大大提高了学生学习的积极性。另外也要求教师在平时钻研专业知识的同时,要努力掌握计算机技术,将计算机技术与传统教学方式相融合,从而达到更理想的教学效果。

参考文献:

[1]温.计算机辅助语言教学在大学英语听力教学中的运用[J].南昌高专学报,2010(3).

如何学习计算机视觉篇5

社会发展对未来人才素质的要求越来越高,掌握现代科技手段已经成为末来社会人必备的条件,邓小平同志早在1984年就提出:“计算机的普及,要从娃娃抓起”。计算机把电视机所具有的视听合一功能与计算机的交互功能结合在一起,产生一种新的、图文并茂的、丰富多彩的人机交互方式,教师利用计算机辅助教学,从小培养幼儿学习计算机的兴趣,有效地激发幼儿的学习欲望,满足学前期幼儿好奇心强、想象力丰富、活泼好动等特点,在学前期开展计算机教学可以促进幼儿智力潜能的开发。

二、学习计算机的可能性及理论依据

1、美国心理学家布鲁姆研究结果指出:如果以17岁的智力为100℅,则4岁时达50℅,8岁时达到80℅。儿童在5岁之前是智力发展最迅速的时期。所以,儿童在出生后头四年内,如果缺乏足以使大脑发育的有效刺激,就会使智力发展受到抑制,计算机教学中丰富的画面、色彩、图像、视听效果对幼儿大脑发育有一定的刺激,在幼儿阶段进行计算机教学有利于幼儿的智力开发。

2、实验心理学家赤瑞特拉作过两个著名的心理实验,一个是关于人类获取信息的来源。他通过大量的实验证实:人类获取的信息83℅来自视觉,11℅来自听觉,还有3.5℅来自嗅觉,1.5℅来自触觉,1℅来自味觉,视觉和听觉两个加起来占94℅。多媒体技术既能看得见,有能听得见,还能用手操作,计算机通过多种感官的刺激获取的信息量,有利于幼儿的智力开发。

因此,我认为在幼儿阶段,合理地安排幼儿计算机学习内容,可以促进幼儿智力开发。

三、计算机对幼儿智力开发的作用

计算机教学活动符合幼儿的年龄特点,能激发幼儿学习探究知识的兴趣,娱乐性与知识性相结合,图像、动画、声音等具体直观,幼儿可以轻松愉快地学习,利于幼儿早期智力的开发。

1、计算机教学对幼儿观察力的发展。计算机教学中的画面丰富多彩,内容广泛,当画面呈现在幼儿面前的时候,孩子会被屏幕上的内容所吸引。如:小动物会大声叫、花草会慢慢的长高、美丽的几何图形会变化组合成各种图案等,孩子会全神贯注地观察,促进了他们观察能力的发展。

2、计算机教学对幼儿注意力的发展。幼儿阶段的注意是以无意注意为主,具体生动、直观形象、颜色鲜艳的画面极易吸引幼儿的注意力。在计算机教学中,各种有趣的声音与图片声像并存,调动幼儿多种感官,有利于幼儿注意力的培养,很好地促进幼儿注意力的发展。

3、计算机教学对幼儿想象力的发展。幼儿的想象力极其丰富,计算机教学中绘画开创了一个可以让幼儿自由想象,自由驰骋的广阔的天地。运用计算机绘图软件,丰富幼儿视觉经验,积累表象,让幼儿展开丰富的想象,培养他们的发散思维能力和创造想象能力。如:在计算机绘画教学中,可以让幼儿在计算机上根据自己的意愿配置图形,组合色彩,表达自己的丰富想象,促进幼儿想象力的发展。

4、计算机教学对幼儿创造力的发展。幼儿有很强的创造潜能,计算机教学中,引导幼儿完成一些需要自己动手和思考的内容,鼓励他们创造出与众不同的作品。如:利用屏幕上的圆形、椭圆形、正方形、三角形等几何图形让幼儿创造出他们自己的艺术世界时,他们会把大小不同的圆形变成一个可爱的动物,会把三角形、椭圆形变成一只会飞的小鸟,会游的小鱼,会把有棱角的图形变成造型不同的建筑物等。幼儿利用计算机创造性的学习与探索,很好地促进幼儿创造力的发展。

5、计算机教学对幼儿思维能力的发展。计算机学习有助于幼儿进行思维方法的训练。幼儿在操作过程对创作活动中的困难、错误要动脑加以分析和解决的,随着学习的深入,幼儿形象思维和逻辑思维能力会大大的提高。幼儿在不断的实践操作与比较中,逐步形成了一种先考虑后操作的习惯,掌握了多角度考虑问题的思维方法。很好地促进幼儿思维能力的发展。

6、计算机教学对幼儿动手操作能力的发展。由于幼儿的年龄特点和生理发育特点,幼儿手部小肌肉群的发展较弱,决定了他们的动手能力较差,但是他们有很强的好奇心和兴趣,什么东西都想去摸一摸、碰一碰。在计算机教学中,当教师演示过一些有趣的内容后,孩子们就会跃跃欲试。幼儿会不断地运用鼠标,在掌握和使用鼠标的过程中,手部小肌肉活动的能力、手眼协调能力也得到了锻炼,很好地促进幼儿动手操作的能力的发展。

7、计算机教学对幼儿意志力的培养。计算机操作是人与机的对话过程,幼儿初学计算机很大程度上依赖教师的鼓励与帮助,等他们逐渐熟悉了计算机的键盘、字母、学习了各种操作语句和指令后,就开始尝试独立地操作。随着幼儿独立性的增强,他们对自己驾驭计算机的信息愈来愈强。当学习中遇到困难的时候,需要幼儿有坚强的意志力,需要通过自身积极努力、克服困难才能获取成功,而纠正困难既需要勇气又需要动脑筋,还需要意志力,这样有利于形成幼儿良好的意志品质,很好地促进幼儿意志力的发展。

如何学习计算机视觉篇6

关键词:单目;视觉里程计;SURF算法;卡尔曼滤波

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2016)43-0257-03

移动机器人的自主定位导航是机器人运动的前提之一,随着计算机技术和图像处理技术的发展,利用机器视觉进行导航逐渐成为热点之一[1]。视觉里程计(Vo)通过轨迹推算,累加运动矢量,得出当前位置的相对定位,从而帮助机器人感知周围环境和自由移动。对比双目里程计,单目里程计仅使用单个相机作为图像获取载体,使获得信息的要求更低,实时性好,成本也更少,因此具有更广的应用前景[2]。本研究课题引入机器学习算法,对传统单目视觉里程计进行改良,提出了一种新的解决方案,优化单目视觉里程计,对后期的工程应用有一定的实践意义。

一、设计单目视觉里程计系统模型

单目视觉里程计模型设计分为:硬件设计和软件设计。硬件设计就是安装在机器上带有调节机构的单个相机。软件模型设计包括:图像的采集和预处理、目标的选取特征与运动估计等模块,其软件设计工作流程如图1所示:

图1中,在采集到图像后,要进行滤波、图像矫正、标定参数等预处理,相机参数标定获得的参数能将现实三维与相机二维图像联系起来,是单目里程计能否准确定位的关键[3],本课题采用张友正的棋盘标定法,较其他算法实现起来更简单,准确度较高。

图片在成像过程中会出现畸变、失真等情况,可以采用灰度插值法或双线条插值法进行矫正,以起到减小里程计误差的作用。由于估算图像特征的运动参数是估算相机运动的关键,因此特征的选取显得尤为重要。选择具体的物体作为特征,在复杂的外部环境中是不现实的,所以,应该尽可能的选择简单,明显的点线面、角点、特定区域作为特征。在计算图像特征运动时,需要检测出两幅连续的图像中对应的特征点,然后找出所有特征点之间的对应关系进行匹配[4]。常用的特征点提取算法有Harris角点检测算法,SUSa(smallestunivalvesegmentassimilatingnucleus)角点检测算法,SiFt,SURF,FaSt角点算法等。Harris算法定义局部领域内极大兴趣值对应的像素点为检测的特征点,并不如SURF(SpeededUpRobustFeatures)算法选取的特征点明显[5],所以相较于两者SURF更适合于本课题的研究,SURF基于积分图像提取特征点,通过Haar小波滤波器描述特征点,是一种集特征提取和描述于一体的算法,其抗干扰能力强,运算量低于SiFt算法,运算速度却更快,并且结合了SiFt算法的许多优点,因此本文选用SURF算法进行特征提取和匹配。由于SURF算法具有平移、旋转时尺寸不变的优势,因此所检测出的特征无论在哪个角度都是同一个特征,首先给特征点确定一个主方向,以特征点为原点,建立二维直角坐标系,获得一个64维特征向量r来描述特征点。之后SURF对特征点的匹配就可分为两步:第一步,快速索引进行初步匹配,但是会存在较大的误差,第二步进行最近邻匹配算法运算,若最近邻欧氏距离与次近邻欧式距离的比值在一定阈值范围内,则认为特征点匹配正确,反之则是匹配错误[6],能快速有效的剔除错误的匹配点。SURF算法的流程图如图2所示:

SURF最近邻欧式距离算法如式1所示:

dis(j)=(dis(rr))(式1)

SURF次近邻欧氏距离算法如式2、式3所示:

dis(j)=(dis(rr))(式2)

R=(式3)

式(1)中,dis(j)――两个特征点间的最近邻欧氏距离,r中第j个向量与r中第i个向量的欧式距离最小;

式(2)中,dis(j)――两个特征点间的次近邻欧氏距离,r中第j个向量(除第j个向量外)与r中第i个向量的欧式距离最小;

式(3)中,R为最近邻欧氏距离与次近邻欧氏距离之比。设阈值为R,当R≤R时,特征向量匹配成功,反之则失败。

二、单目视觉里程计目标定位:

在设计完单目视觉里程计的模型后,进行计算,得出现实中的点的三维坐标;首先先确立相机的位置关系,就是在本质矩阵e(一个有5个自由度,秩为2的三阶矩阵)中分解出旋转矩阵R和平移向量t,可以由e=UDV,计算出R=UGV,其中G=,

Z=。而得到的平移向量t是一个比例值,只能根据现实数据计算出,因此平移向量还是一个未知数。在现实相机标定时可直接选用张友正的棋盘标定算法,使用RoS下的标定库,通过camera_calibration直接标定插入电脑的相机,当拍摄照片达到一定量之后,标定程序会自动开始计算各种参数,我们只需要选定焦距值,图像尺寸大小,主点坐标(u,v)。知道两张相片的坐标分别为a=(x,y,z),a=(x,y,z),可以通过数学计算来获取目标的三维坐标,由先前得到的相机坐标位置关系可得式4:

a=Ra+t(式4)

由于(u,v)和(u,v),R,t均可得出所以可以求出x,y如式5所示:

x=y=(式5)

z和平移系数可由最小二乘法得出。算出结果后我们可以的得出a=(x,y,z)为当前相机坐标系下算出的目标点的三维坐标,因此目标点被定位成功。

三、基于机器学习算法的Kalman滤波改良设计

卡尔曼滤波器(KalmanFiltering)是一种软件滤波方式,以最小方差估计为算法基础,通过状态方程来描述被估计量的动态变化过程,利用相机上一时刻的状态和当前时刻传感器的测量值来估计当前的状态值[7]。基本卡尔滤波器算法,适用于解决随机线性离散系统的参数估计问题,卡尔曼滤波器在滤波过程中不需要存储历史数据,有效地减少了计算量,大大节省了运算时间。但是基本卡尔曼滤波器会因为实际噪声和其使用的噪声不相符,而导致滤波运算精度低,甚至会出现滤波器发散的现象。为了直观地理解卡尔曼滤波器的应用,可给出其运行流程图如图3所示:

研究者们曾提出自适应卡尔曼滤波器(aKF)来克服这一缺点,其中Sage-Husa自适应滤波器算法因为原理简单,实时性好,受到广泛的关注,但存在着时间窗口难以设置的问题,时间窗口是指测量数据选取的时间长度,若设得过大,算法效率会变得很低,动态性能也变差;若过小,算法中用到的数据就显得过少,估算出的当前相机状态值会发生偏差。所以本文介绍了一种基于机器学习算法SVm(支持向量机)的自适应卡尔曼滤波设计方法。支持向量机(SVm)是一种将结构风险最小化的机器学习算法[8],在解决非线性问题领域有着极大的优势,恰好在基于SVm的新型自适应卡尔曼滤波算法中,正是运用SVm的回归预测分析(SVR),将原本复杂的非线性问题通过构造线性函数转化成线性问题,进而动态的调节卡尔曼滤波器算法中的噪声矩阵参数。巧妙地避开了选取时间窗口的难题,并且这一新型的算法增加了单目里程计的稳定性和准确性。

四、提高单目里程计算法的研究

如何提高单目里程计算法,可以从三个角度进行分析:鲁棒性、实时性和精确度。

1.提高系统的鲁棒性。鲁棒性可以是指,控制系统在参数摄动情况下保持系统某个性能指标保持不变,即抗干扰能力。在视觉里程计中,局部视觉特征能有效的提高系统的鲁棒性,局部视觉特征有尺寸不变特性,并且对复杂的外部环境有很好的检测能力,适用于室外等复杂场地,若与GpS等设备结合使用,实现多传感器信息融合。

2.提高系统的实时性。在特征检测和匹配时,选取有效的少量特征进行检测和匹配,并运用好的数据加以描述,能有效的提高系统的实时性,简而言之,特征的选取要易跟踪,匹配算法要高效可行。可以从两个角度提高算法的实时性:数据处理并行优化和数据降维。数据降维能高效利用有限的计算能力,主成分分析pCa(principlecomponentanalysis)方式已有效的运用于SiFt数据降维中,可以在大大降低计算量的情况下,达到了相同的特征匹配效果。

3.提高系统的精确度。视觉里程计是一个数据迭代累加的过程,但在迭代累加过程中,都会存在误差的累积,如何有效地减少误差的累加,就成了视觉里程计特高精确度的关键。减少误差的累加,应该从选取特征点这一源头开始。由此特征的选取,检测和匹配都要选择合适的方式[9]。特征点的选取应尽量选择静止物体的显著特征,减少特征带来误差和大量的无用外点。运用图的最大团内点检测方法对错误匹配有很强的制约能力。

视觉里程计作为移动机器人自主导航的重要组成部分,已成功运用于海陆空及宇宙探索中,本文主要研究了一种基于机器学习算法的单目里程计算法,仅使用一个摄像机,在不借助于其他传感设备的帮助下,实现机器的自主定位。本课题引入SURF算法对目标进行特征匹配,提高了系统的鲁棒性,同时较SiFt算法提高了运算速度。利用机器学习改善传统的卡曼滤波,有效的抑制了噪声发散。通过上述改善,本课题所研究设计的单目里程计在鲁棒性、实时性和精准性上有了一定的提高。

参考文献:

[1]姜国权,何晓兰,杜尚丰,柯杏.机器视觉在农业机器人自主导航系统中的研究进展[J].农机化研究,2008,(3):9-11.

[2]罗堪.基于复眼模型的视觉里程计方法研究[D].湖南大学,2014.

[3]刘晓利,田媛,童飞,唐舰,隋国荣,陈抱雪.双目立体视觉的光学标定技术[J]光学仪器,2013,(3):11-15.

[4]苏宇,郭宝龙.一种基于曲率尺度空间的图像拼接算法[J].计算机工程与应用2008,(1):39-41.

[5]相阳.基于点特征的图像配准技术研究[D].东北大学,2010.

[6]白廷柱,侯喜报.基于SiFt算子的图像匹配算法研究[J].北京理工大学学报,2013,(6):622-627.

[7]戴洪德,陈明,周绍磊,李娟,彭贤.基于支持向量机的自适应卡尔曼滤波技术研究[J].控制与决策,2008,(8):949-952.

[8]张泼簦汪艳,郭天太,洪博,刘焱煜.支持向量回归机的参数择优算法[J].中国科技信息,2015,(13):26-27.

[9]李宇波,朱效洲,卢惠民,张辉.视觉里程计技术综述[J].计算机应用研究,2012,(8):2801-2805,2810.

aStudyonmonocularmileagebasedonmachineLearningalgorithm

GUHai-yan2,CHenYing-jie1,DinGYao1

(1.nanjingUniversityJinlingCollege,nanjing,Jiangsu210089,China;2.Jiangsupoliceinstitute,nanjing,Jiangsu210000,China)

如何学习计算机视觉篇7

随着我国职业教育的迅速发展,理实一体化的教学方式被职业院校广泛应用,如何在专业教学中提高学生的学习积极性,使学生对专业知识感兴趣,如何提高教学效率是每位职业院校教师需要积极思考的问题,本文以计算机专业教学为例,提出切实可行的解决方案。

关键词:

理实一体化;学习兴趣

随着信息化技术的普及,计算机的应用在生活的各个领域已经占据主导地位,计算机操作已是每位学生必须掌握的一项技能,如何启发、调动学生的学习积极性和主动性呢?这是教师首要思考的问题。职业院校的学生底子相对薄弱,但很渴望能掌握一门技术,求知欲可以产生强大的学习动力。

一、任务导向,目的明确,激发学习兴趣

课堂初始,教师如果能通过合理的任务分配、任务完成导向、任务的设计意图,调动学生,创造与课堂教学目标相对应的教学情境,那就为一堂课奠定了坚实的基础。当一节课开始时,学生们能通过任务的接收搞清楚本堂课要做什么,这就是一点收获,我们以前的教学过程都是采用理论知识点的讲解来完成教学任务的,往往一堂课上完,学生还是云里雾里,不明白这堂课都学习了什么内容。所以,课堂上,好的开端是打开学生兴趣之门的钥匙。例如,在讲解word中的《邮件合并》一节时,我们首先给大家安排任务:“要求给95级每一位同学发一封请帖,邀请大家参加十年的同学聚会,95级学生名单发给大家,请大家用最短的时间,将这300名同学的请帖做出来,发给老师”,任务分发了,同时,问题也提出来,这请帖上的名字,要一个一个手工修改吗?名字和班级怎么样能对应起来呢?做一张保存一张,估计需要一天时间,任务何时能完成?通过这一系列问题,我们可以激发学生的好奇心,调动学生的积极性,吸引学生积极的投入到学习中,主动的获取知识。

二、课堂游戏,人人参与,激发学习兴趣

游戏,相信每一位同学都特别感兴趣,既然如此,我们可以尝试将游戏引入课堂,通过游戏的制作来引导学生完成学习任务,比如在多媒体技术的教学过程中,使用authorware软件来完成拼图游戏,旨在通过简单的拖放图片完成拼图的小游戏学习目标区交互响应。课堂初始,先通过拼图游戏活跃课堂气氛,随后,提出教学任务“游戏的程序编写”,接下来就是如何用计算机程序设计实现这个游戏,这样的课学生非常用心,表面在做游戏,实际已经学到了很多知识,学生自己编写游戏,这样不仅打破了学生对游戏的神秘感,在编写代码的同时又学到了计算机知识,锻炼了学生分析和解决问题的能力以及逻辑思维能力,这样的寓教于乐的方式,使本身枯燥乏味的课堂就变得生动,有趣,同时,把“让我学”变成“我要学”。

三、直观美感,耐人寻味,激发学生的学习兴趣

在影视后期制作课程中,教师首先用相关软件制作影视短片,以图、文并茂的形式,再加上舒缓的音乐,发挥电脑画面的“美”,学生在学习过程中动手、动脑、动眼的过程,特别是眼睛视觉感官的直接作用,触动大脑神经,达到巩固学习的效果,比如:在学习视频的特效过程中,我提前在网络上下载关于青少年德育教育的相关图片及视频,把所有的内容都制作在整个视频短片中,并且配以合理的文字说明,再以音乐的美相结合,视频播放的过程中,同学们通过浏览画面中的动作,语言,内容,音乐让学生不知不觉的学会了道德规范,体会了视频之美,并且在观看的过程中,学生们还在不断思索,“我能不能做这样的视频呢?”这个时候,教师可以抓住机会加以引导,让学生充满悬念和好奇,怀着兴趣的延续,将更多的经历投入到学习当中去。

四、学以致用,勇于实践,激发学习兴趣

作为中职学生,他们的求学观念就是学到有用的知识,在以后的工作和生活中能解决实际的问题,对于一些枯燥的理论知识,他们并不感兴趣,根据学生特点,教师在课堂教学时,应将知识点融入现实工作及学习中,比如:在word学习中,教师经常会从软件的界面学习入手,依次讲解各个知识小点,经常讲完后,学生不懂得这些知识点对于他们来说有什么样的作用,甚至他们觉得学习是一种繁琐的负担,那么教学就没有起到应有的效果。如果我们将《计算机应用基础》这本教材的电子书文本文件下载分发给大家,让大家在规定的时间内,完成书的排版,从页面设置到文字、段落、样式和格式、页眉页脚、目录、图片等等这些设置都包含在内,相信大家把整本书的排版完成了,word的文档排版学习内容也就学完了,学以致用才能更好的激发学生的学习兴趣,让他们深刻的感受学的知识是有用的。

五、体验成功,激发潜能,延伸学习兴趣

学生一旦在学习中遇到困难,如果通过自己的努力得到答案,那么他们解决问题的积极性将越来越高。因此,在教学过程中,要有意识的让学生体会成功的乐趣,学生能意识到自己的进步,就会产生一种渴求学习的愿望,从而能够积极主动的学习,这就要求教师在教学中做到,首先转变对学生以往的老看法,老观念,应该坚信所有学生都有巨大的学习潜能。相信每位同学都能朝着适合自己的方向不断的发展。其次,在教学中,选取适合他们的知识点作为教学起点,让学生能在原来的基础上一步一步的提高,这样他们才能很快的取到胜利的果实,体验成功的感觉,激发进一步学习的兴趣。再次,教师应在教学过程中,善于发现学生的特点,让他们在自己的优势方法进一步有长。最后,教师应该在教学过程中,不断的鼓励学生,让他们从内心深处有所感触,都能成为对社会有用的人才。

六、结语

总之,在计算机课程的教学中,教师需注重用灵活的教学方法,通过各种手段提高学生的学习兴趣,教师仅靠一支粉笔,一言堂传统教学方法应该摒弃,让学生积极主动的参与学习过程,使学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等不同层面的素养得到综合提升和协调发展,最终实现有效的课堂教学的目的。

参考文献:

[1]何文勇.以生为本,激发中职学生专业学习的兴趣——以计算机专业为例[J].现代教育论丛,2009(12).

如何学习计算机视觉篇8

关键词:多媒体计算机教学方法教学应用

多媒体技术是一种对文字、图像和声音等多种问题进行综合处理的技术。在现代教育理论中,教学过程不但包含教师和学生两种要素,还包含媒体因素,这三种因素在教学过程中密切配合,缺一不可。教师主要向学生传递知识信息,学生在教学过程中承担接受知识信息的任务,多媒体的任务是承载教学信息,在学生和教师之间搭建沟通的桥梁。多媒体技术能同时利用图像、文字和声音刺激学生的多种感官,使学生提高学习积极性,从而在教学过程中主动表现自己,积极参与到课堂学习中,提高综合素质[1]。

当前,国内教育正逐步脱离传统教学模式的束缚,教学过程已不再是围绕黑板、教材、教师和学生之间的行为。现代教育理论认为应该大力发展素质教育,提高学生的参与热情,培养学生的自主学习能力。教师应该综合使用多种教育手段,将投影技术、电视技术、计算机多媒体技术、网络教学技术等现代多媒体技术应用于教学实践中,以便适应学生的需要和当前形势下教育的新要求。

一、寓教于乐,激发学生学习兴趣

对任何一门学科来说,只有学习者具备良好的兴趣,才能取得较好的学习效果,计算机教学也是如此。教师总结教学实践发现,学生对自己所学科目感兴趣之后,更容易完成学习任务。学生有了学习兴趣,就会在学习过程中表现出更强的主动性,并且感到学习过程充满乐趣。在心理学中,人们依靠身体的各种感觉器官获得外界信息,首先对事物形成一定的感知,之后才形成认知。计算机教师在教学过程中要注意刺激学生的感觉器官,使学生对所学知识感兴趣,这样才能强化教学效果。传统的教学模式只依靠粉笔、黑板及教师的语言和手势引起学生的注意,学生很难长时间保持注意力。另外,学生在课堂上匆匆忙忙记笔记,还要注意听教师的语言,必定会认为学习是一件枯燥的事情,教学效率肯定较低。如果计算机教师将多媒体技术应用于教学过程中,学生就很容易被富有动感的画面吸引,再加上唯美的音乐和充满动感的视频资料,一定会由被动变为主动。这样,学生的注意力会集中在课堂教学内容上,思维被大大激发,从而强化课堂教学效果。

二、创新教学方法,提高课堂教学效率

多媒体计算机技术不但可以实现高速运算、自动运行、存储记忆,还可以将知识信息以文字、声音、图像、符号等多种形式呈现在学生面前。学生通过音乐、动态画面和游戏等形式接收知识信息,由于眼睛、大脑、手、耳朵等多种感觉器官同时得到运用,学生不但提高了学习热情,而且提高了课堂学习效率。据研究者调查发现,人们所获得的信息中,有83%来自于视觉,11%来自于听觉。很明显,如果在计算机教学过程中将听觉和视觉结合,那么学生获取知识信息的效率必定大大提高。在计算机教学中利用多媒体技术可以提高学生的参与度,有利于强化课堂教学效果。

多媒体教学的信息容量大,速度较快,在课堂时间一定的条件下,不仅教师劳动强度降低,学生在课堂上练习的时间延长,而且教师能及时获取学生的反馈信息,有利于教师及时调整教学结构,改进教学设计。

三、优化教学内容,提高计算机教学质量

备课环节,计算机教师首先从整体把握教学内容,然后根据教学要求和内容制作相应的多媒体课件。教师制作课件时要注意查阅相关资料,提高学生的学习兴趣,开阔学生的视野。学生在学习过程中要根据自身条件确定合适的学习进度和学习方法,并在学习过程中不断调整,逐步提高自己的独立思考能力和创造能力。由于计算机多媒体技术的应用,师生、生生之间的协作性更强,为人机交互提供了良好的环境,师生之间的沟通更加顺畅,有利于及时解决教学过程中出现的问题。

尽管多媒体技术在计算机教学中具有诸多作用,能够大大提高课堂教学效率,有利于培养学生的自主学习能力和思维能力,但是多媒体技术在本质上是一种教学辅助手段,它无法提高教师的重要地位,更不会取代教师的地位。计算机教师在教学实践过程中要充分利用学科特点、现有的技术水平和多媒体教学设备,充分发挥多媒体教学技术对教学的促进作用,不能将重点放在对形式的追求上,如果过于追求形式上的美观,教学过程最终就会陷入死胡同。因此,我们积极倡导在教学过程中应用多媒体技术,但是要注意在恰当的场合使用,不能使多媒体技术流于形式,也不能滥用多媒体技术[2-3]。如果出现过于追求多媒体技术形式,而忽视教学内容体现的情况,就一定要及时修正。

参考文献:

[1]孙辉,康平.多媒体教学手段在计算机基础课程教学中的应用[J].教育发展研究,1998(S1):143.

如何学习计算机视觉篇9

【关键词】网页界面;人性化;色剂

网页设计人性化组要是根据人体的生理与心理、行为习惯、思维方式等等方面的因素作为网页设计的实际出发点,然后总结在网页访问时访问者的特点,然后针对性进行设计,确保在操作过程中,访问者不仅能够拥有美的享受,同时还能够得到心理方面的尊重以及生理上的关怀,最终达到设计当中的人性化目的。

一、计算机网页界面设计中人性化设计的本质要求

网页界面的设计要求内容与形式的统一,将艺术与技术相互的结合起来,属于一种新的艺术形式[1]。

网页界面设计要求能够与人的行为习惯相互结合,能够满足人的内心情况以及思维方式的转变,基于原本的设计性能与功能,优化网页界面,这样才能够保障用户使用起来更加的舒适、方便,同时也满足了用户最基本的身心两个方面的要求。

二、计算机网页界面设计中人性化的元素体现

目前,就互联网各大网站的设计来看,都拥有自身相对人性化的设计,则主要是对于导航的设置,它要求了每一位用户都能够通过最快、最便捷的方式找到自身所需要的信息。在网页界面的设计中,衔接是最主要的一个部分,仿佛就是网站当中的中枢神经系统,通过设置这一部分的链接,就能够让用户快速地找到自己想要的页面,其中要求的人性化连接设计就是要求了无论是在何种状态下,用户都能够对自身所处的位置有明确的了解,并且可以利用最简便的方式达到自己想要的网页界面。而网站当中的按钮又是网页节点的中枢神经元,在细节之处就能够让用户拥有一种人文的关怀。

所以,开展人性化的按钮设计,从组合、造型以及设计等方面入手,考虑到按钮本身的识别性、位置、组合关系以及人机性等多个方面的因素[2]。另外,在设计计算机网页界面的时候,还需要考虑到图形方面的设计,不能够让用户认为图形过于的乏味单调,但是却也不能让用户感觉到界面过于的花哨,图形应该尽可能在保持用户界面浏览方便的同时,还能够富含一定的美感与精美的动画设计,如此,就可以让网页界面拥有良好的动态效果,避免用户因为过多的静态,带来视觉上的审美疲劳。

当然,交互性的设计工作也是计算机网页界面设计中不可忽视的,这也是对个性化特征体现的主要方面,也就是在留言板、BBS论坛等等方面让用户感受到人性化设计的美感,让用户感受到网页界面时尚感与科技感共存。此外,在计算机网页界面的设计当中还需要考虑到多媒体、布局、色彩以及文字等多个方面的人性化特征,比如:在页面正文内容上面尽量避免使用粗体或者是斜体;在文字方面尽可能避免装饰性太强的文字的使用等,在图形上尽可能选择gif格式和jpg格式,如果是大型的图片,尽量避免滚动条图片的使用,如此的操作才能够给用户一种赏心悦目的感觉。

三、计算机网页界面人性化设计的一致性原则

在计算机网页界面的设计上还应该考虑到一致性的操作概念,在浏览的方式、内容的安排以及版面的设计商,设置是色彩、按钮或者是导航栏都应该保持统一的一致性设计。这样的设计给访问者带来的是预期的行为模式,同时也是操作上的安全感,不会因为网页的凌乱,给自己带来不知所措的混乱感。

每一个网站都是由过个层级的页面共同组成的并非只拥有一个单独的页面,如果网站没有一致性,让用户从一个页面点点击进入到下一个页面点,就会给用户一种不知身在何处的感觉,所以,在网站建设上需要保持设计的一致性。比如:统一的色系、固定的版面排版以及固定的标题图标等等。

四、计算机网页界面人性化设计的简单易用原则

如果网页页面的内容过于复杂,就会让用户产生一种难以操作的感觉,也许这样的网页能够带给用户更多方面的信息,但是在版面的设计上还是应该考虑到简洁,避免用户出现无从选择,操作复杂的感觉。另外,网页界面应该很容易学习怎么样去操作,甚至是不需要学习就可以直接操作。norman曾经提出,我们不需要去学习,只要我们拥有天赋的推理以及对过去经验的积累,那么我们就可以面对一切使用方面存在的问题。如果真正需要重新去学习知识,那么着一定就是设计师出现了错误[3]。

五、计算机网页的人性化访问的操控性原则

用户操控性原则指的是用户如何去决定与网站之间相互的互动。部分网站希望在界面上直接的呈现出大量的图片、动画或者是文字,认为这样可以让用户感觉到这一界面提供了丰富的信息。但是却不知识,如此盲目地堆积各种信息,却忽视了用户自身的阅读感受,大多不必要的信息反而会对用户正确信息获取的效率带来干扰。所以,要重新归纳分类这一部分信息,然后对其进行重新的整编处理,让可以通过相应的信息编码分类来找到自己所需要的知识。比如下图1当中所示的通用汽车网站,当鼠标移动到“ourmission”的时候,页面就会展开如图的界面信息,当鼠标移开的时候,就会自动将菜单回缩,这样不仅给用户一种完全自主的选择,同时也保持了页面整体上的简洁。

图1通用汽车页面

六、计算机网页的人性化的效率原则

在计算机网页界面的设计中,还应该考虑到网页本身打开的速度,不能够放置多媒体文件或者是过大的团,这样才不会影响到网页整体的载入速度,避免用户等待过长的时间,从而影响到用户继续浏览网页的心情。很多网页为了追求用户看到第一眼效果的绚丽,在网页上载入了很多动画的效果,这样不仅会对网页打开的速度产生影响,同时还会让用户产生一种放弃的感觉。所以,只有高效的网页交互,才能够让王赞的访问用户拥有一种舒畅之感。

七、结语

随着计算机网络的不断普及,也使得计算机网页界面的设计工作面临更快发展的同时,也面临了新的挑战。作为网页界面的设计人员就应该考虑到设计的人性化问题,打破传统意义之下的平面设计理念,如此,才能够让网页界面设计更具人性化,让每一位网页用户都能够愉快的使用网页。

参考文献

[1]何亭.人性化网页界面设计的进展与展望[J].美与时代(上).2012(09):99-102.

如何学习计算机视觉篇10

摘要:用电子计算机来辅助学生学习是帮助学生形成自行获取知识的众多学习途径之一。自学是学生认识客观世界,增长科学知识的重要途径。因此,教师通过电子计算机的辅助教学有助于提高教学效率,促使学生产生学习的精神动力,激发学生的探索兴趣,增强学生的求知欲,使学习真正成为学生的自觉要求,真正解放学生。在自然教学中运用电子计算机辅助教学,解决了自然教学中创设情境难以实现和再现的难题,学生就能通过观察、分析,加深对知识的理解。通过运用电子计算机来辅助学习,将有助于学生积极主动获取知识。

关键词电子计算机辅助学习获取知识

一、电子计算机的应用是现代学习的趋势

人类社会已进入21世纪,积极推进素质教育,培养全面发展的一代新人是我国教育的目的。按照素质教育的要求,建设高素质的基础教育,正是贯彻“教育要面向现代化,面向世界,面向未来”战略方针的具体体现。现代化是以科学技术与生产的结合的标志,而人是现代化的主体。今天课桌旁的“无知”小童,将是21世纪世界舞台的主人。如何使21世纪的主人更好地适应“地球变小了”的时代,如何适应知识经济等问题就放在教育者的面前。让他们学会自行获取知识,形成可持续发展的学习方法将是解决这个问题的方法之一。用电子计算机来辅助学生学习是帮助学生形成主动获取知识的众多学习途径之一。

在世纪之交的重要时刻,江泽民同志深刻指出,“当今世界,以信息技术为主要标志的科学进步日新月异,高科技成果向现实生产力的转化越来越快,初见端倪的知识经济预示人类的经济生活将发生新的巨大变化。”在即将到来的21世纪,以高新技术为核心的知识经济将占主导地位,国家的综合国力和国际竞争能力越来越取决于教育发展、科学技术和知识创新的水平,教育将始终处于优先发展的战略地位,现代信息技术在教育中广泛应用并导致教育系统发生深刻的变化,终身教育将是教育发展与社会进步的共同要求。当前,许多国家政府都把振兴教育作为面向新世纪的基本国策,这些动向预示未来教育将发生深刻的变革,我们应当及早准备,迎接新的挑战。①

近十年,全球信息总量呈爆炸性增长,世界上每过一小时即产生二十项发明,每过一年就会新增790亿条信息,世界将进入新一个千年,这是一个真正的新时代,信息化、数字化、网络化的浪潮使全球实现资源、信息的互享共用,“地球村”的概念以不是理论的存在。随着电子计算机信息技术的不断发展,以及人们对计算机和网络知识的逐步了解,电子计算机将进入到千家万户,成为人们的日常用品。电子计算机的多方面应用带给人们一个信息量大,打破区域界限的新知识、新信息、开阔眼界的学习与交流的崭新天地。它的应用会使青少年能高效率地获取知识,运用知识,从而走向知识经济的新时代,应用电子计算机对青少年进行教学辅导、科普知识传播、思想道德文化教育是一种现代“学习”的趋势。

二、电子计算机是符合小学生学习的心理特点及认知规律

实现社会主义现代化,科技是关键,教育是基础。在即将到来的21世纪,国家的综合国力和国际竞争能力越来越取决于教育的发展,科学技术和知识创新水平。教育现代化是整个现代化建设的重要组成部分。教育应当超前发展。现在是信息时代,知识更新急速,人们根本没有可能掌握全部的科学知识,作为小学生主要的学习方法是观察。观察是学生认识客观世界,增长科学知识的重要途径。观察是一种有意识、有计划、持久的知觉活动,是搜集科学事实、获取感性经验的基本途径,是符合儿童的认识规律。小学生年龄小,基本上处于形象思维阶段,并开始向抽象思维发展。要使他们认识大量的自然事物和自然现象,应从具体形象的感觉开始,向抽象思维过渡。观察是思维的基础,能帮助学生顺利地掌握科学概念。通过观察容易使学生感知事物和现象,在这基础上进行抽象和概括,形成概念就比较顺利。观察是培养学生认识能力的良好途径,它提供许多机会,使学生见多识广,逐步养成善于精细、全面、深入、有次序地观察事物,提高观察能力,养成勤于观察的习惯,形成一种自行获取知识的学习方法。电子计算机作为一种现代化教学媒体,它与教科书、投影仪、电视机和录象机等一样,具有帮助教师提高教学效果、扩大教学范围和延伸教师功能的作用,电子计算机集合了模型、挂图、幻灯、录象等多种教具于一身,呈现知识的系统化、全局化,是一种可观察性极强的应用工具。充分利用电子计算机辅助教学,有利于提高学生的科学文化素质,有利于帮助学生形成善于观察的习惯,有利于辅助学生自行获取知识。通过电子计算机的树形结构更有利于学生了解知识之间的纵横关系。

三、电子计算机具有解“暗箱”的作用

在小学阶段解决部分(如宇宙、人体卫生等)知识的情境设计的实现和再现。电子计算机作为一种先进的技术手段为教学所应用,对教学过程的参与,将更能帮助学生广泛了解一些大至宇宙的运动,小至动、植物的细胞结构的知识;也能帮助学生了解人体内部器官的运动和结构。学生通过人机交换信息,共同解决难题,寻找正确的解题思路,学会的将是一个过程,一个有助于学生学习成长的过程。在自然教学中运用电子计算机辅助教学将有助于解决这些“暗箱”问题并能帮助学生自行获取知识。

如在《自然》(沿海版)第九册《人的消化》一课中利用电子计算机进行辅助教学,当学生一坐在电子计算机前,面对着一种新颖的媒体,学生的兴趣马上就集中在面前屏幕上的人体消化器官全图上,被屏幕上不停变化的画面所吸引,迅速进入学习的兴奋状态。电子计算机的一个优点就在于能一下子就把学生的注意力集中过来。这时学生处于无意注意的阶段。在这时,教师指出学习的目的是认识人体的消化器官,了解一些简单的卫生知识。学生有了明确的学习目的任务,求知欲望逐渐增强,通过按动键盘,屏幕上的画面变化,知识的不断显示,这样学生的注意就会结合着课文向有意注意发展,并保持学生的注意的持久和稳定,促使学生迅速感知,记忆牢固,思维灵敏,获得最佳学习效果,解决了“暗箱”课的一些处理困难的问题。学生通过观察、分析,加深了对知识的理解。通过操作电子计算机帮助学生自行获取知识,从而激发学生的学习兴趣,通过电子计算机的强烈外在因素的优势弥补学生个人心智方面的不足,提高学生的学习效果。电子计算机在学习中的应用不仅拓展学习时间和空间,而且提高了学生的学习成效,从而使学生的认知能力和操作能力更有效地同步发展。

四、电子计算机教学能兼顾对待个别差异

在教学过程中,不管讲课、提问,还是练习、复习,教师必须照顾全班学生的学习情况,同时又要照顾个别差异。一位教师要面对40多名学生,而且其中接受能力的不同、学习上有障碍,如何区别对待,如何达到素质教育中的面向全体。现在存在教师把学生分为“尖子”、“中下生”和中间一群三部分来进行教学。在教学中进行辅导,这样做好吗?学生只是分三类吗?能正确对待差异吗?答案是明确的,学生存在各种不同的差异,学习能力不尽相同,学生中没有一定的“尖子”和“中下生”,被认为是中间的一群学生的能力也不一样。电子计算机在教学的应用就会给我们一个提示,电子计算机在教学中成为每一位学生的电子老师,它会不厌其烦地为每一位学生服务,可以不断的显示出学过的知识,多次地显示学生不能了解的地方,帮助学生解决学习中存在的学习问题,从而提高学生的学习兴趣,提高学生的学习效果。电子计算机正好充任于一个忽略个性特征的“教师”,这位“教师”只会按照课件设计者的思路而进行工作,正好是转变只重视少数尖子生而轻视大多数学生,重知识灌输,轻能力培养的教学观的尝试。

五、电子计算机能提高学习效率

如小学《自然》(沿海版)的第十册《眼睛的科学》的一课中,利用电子计算机辅助教学,让学生用计算机了解眼球结构和瞳孔对光线强弱的变化。学生用鼠标点一下眼球内部,眼球内部相应的名称出现了,这使学生具有对在屏幕上所看到的事参与的能力。学生带着“如果我碰了这里会发生什么事”的问题——使他的好奇心持续高涨。通过这种相互作用,与潜在的知识体系相结合,使学生更投入学习,加深学生对知识的理解,提高了观察、想象、分析和判断能力。在两点之间的任何线,不论是直线,还是曲线,都是路。这种学习方式是让全体学生从兴趣进入,引发有意注意,进行学习,是一种“直线”;如果中途出现学习障碍,学生对知识的了解不清晰,出现了对眼睛的结构不了解等问题时,学生可以通过重复学习同一知识点的方式进行“曲线”学习,那么他们同样都能学会了应有的科学知识。在教学循环过程中可以看到,教学评价源于学生掌握传递知识的程度,一般通过考试、考查或运用知识的能力等多方面的因素判定,评价教师的教学效果。电子计算机辅助教学,主要就是利用电子计算机运算速度快,精度高,可存储的特点。因此采集学生接受知识程度的样本、施行所传递内容掌握程度的测试、综合成绩判定、包括学生对所学知识的运用能力的模拟等,电子计算机实现起来比人工获取要客观和实时。传统教育过程中优秀教师总是善于考查自己的教学效果,以便修改自己的教学方式,改进教学方法。电子计算机辅助教学无疑提高了教学效率。而正是由于效率的提高,才缩短了教学过程的时间,能实现更好的教学效果。

多媒体教学软件是根据教学目标而设计的计算机教学程序,它是能让学习者进行交互作用的一种媒体,所以它不同于一般的多媒体计算机软件。为了使每个知识点的教学达到的预定教学目标,教师除用传统的教学媒体外,还常常选择幻灯、投影、电视录象、录音等电教媒体进行课堂辅助教学。而在多媒体计算机辅助教学中,由于多媒体技术可以通过电子计算机把文字、图表、图象、活动影象和声音等多种媒体的信息进行综合处理和管理,将计算机、电视、广播、录音、录象技术融为一体。利用电子计算机根据教学内容与教学目标要求设计一些练习题,对学生进行考核,从而了解学生对内容的掌握程度,起到强化、矫正和定步的作用。利用电子计算机程序中的可选择性,进行学生的自我选择,那么学生就会因应自己的问题,在电子计算机中寻找解决问题的知识,不了解的可以多次观察屏幕上的演示。这样,一方面学生就能通过老师的辅导和电子计算机的提示和回顾学会一定的知识,另一方面,老师可以用更多的时间去辅导部分学生。因此,电子计算机一方面可以帮助教师解决处理差异学生时的繁重劳动,提高老师的工作效率。另一方面可以通过引起学生的兴趣,提高学生“学”的能力和学会学习的方法。

六、电子计算机是学生自行获取知识的辅助学习途径

古人说:“授人以鱼,只供一饭之需;教人以渔,则终身受用无穷。”因为世界上的科学知识是无穷无尽的,新的知识在迅速增长,有限的教学时间内我们教给学生的知识也是有限的。况且今日的小学生,未来的去向各不相同,所需要各异,准备多少现成的知识对于未来的需要而言,总是不足够的。只有在教知识的同时,指导学生学习探求知识的方法和应用知识到实践中去的能力,他们才能受益无穷,达到叶圣陶先生所说的:“教是为了达到不需要教”。因此,教师引导学生明确学习目的,促使学生产生学习的精神动力,激发学生的探索兴趣,推动学生的求知欲,使学习真正成为学生的自觉要求。在自然教学中,教师要提供自然界的事物,让学生认识,创造必要的情境供学生去探索,而不应把书本作为知识的唯一来源,在教学中满堂灌,把学生造成只会死背硬记应付考试的书呆子。通过利用电子计算机进行辅助教学给学生以丰富多彩的信息刺激,无疑会为学生的想象思维创造广阔的空间,促进学生全脑的开发。

学习不是一个人仅在教室里或老师监督下才做的事情,对一个要满足求知欲或解除疑惑的学生来说,现在要找到合适的信息,有时会是困难的。如果电子计算机连上信息高速公路,那么电子计算机将在任何时间、任何地点,给学生提供一切途径,使学生得到看上去似乎无穷无尽的知识。电子计算机会使学习变得充满乐趣,允许不同的学生沿着有一定区别的途径学习,有学习障碍的学生将得到特殊照顾。无论学生的能力如何,每一个人都能按自己的速度学习,使每一个学生自行获取一定的知识。电子计算机辅助学习的另一个益处是使许多学生改变了对测试的看法。对许多学生来说,如今的考试制度、考核评价方法相对落后,考试相当压抑,造成学生思想负担重,考试与不足感相联系:“我考了低分,”或“我没有准备好。”这样一段时间之后,许多没有考好的学生心里就会存在一定压力。在电子计算机的应用中,允许学生在任何时候,不冒任何风险的环境下自己测试自己。测试成为学习过程的一部分,出错不会招来责罚,而会诱发学生寻找并克服他的错误之处。应用电子计算机来学习有助于了解自然科学中一些由于时间和空间的限制的问题,使学生能亲自感知一些时间非常长,肉眼很难觉察的现象,因而容易吸引学生的注意,激发学生的学习兴趣,提高学习积极性,并提供丰富的感性材料,有利于学生理解和掌握难以感知的知识。充分体现了现代化教学手段的强大生命力,是提高教学质量的有效途径。广泛运用电子计算机不仅扩展了学习的时间和空间,而且使学习者从大量烦琐的基础性学习中解脱出来,学习方法上的操作性得到了有效的加强,从而使认知能力和操作能更有效地同步发展。电子计算机辅助学生自行获取知识将使学生从学生时代开始打好基础,形成合理的知识结构,增强他们的自觉性,激发他们的创造精神,让学生有更大的学习自由度、自由活动空间、信息空间、有更多机会与教师交流,从学什么走向怎样学。这样,学生现时和未来不仅可以继承一些必要的前人积累的知识,通过实践使自己成为信息和知识的主人,转向对知识的分析、判断、选择和创造性运用,达到改变教育的最终目标,不是为了一纸文凭,而是为了终身受到教育。

七、存在的一些问题